呼吸波形辨识方法及其系统的制作方法_3

文档序号:9605094阅读:来源:国知局
的该正规化波形的 该振幅A。
[0059] b)二阶线性方程式
[0060] 该参考波形符合二阶线性方程式% ·i2+a2 ·i+a3,该流量系数的数学表示式为
a其中02(1)为该二阶线性方程式,&1、&2与 &3为常数,1为各取样点, X为各取样点的起始点,y为各取样点的终止点,以及F(i)为在取样点i的该正规化波形的 该振幅A。
[0061] 由于该二阶线性方程式为曲线,相较于一阶线性方程式,该二阶线性方程式的拟 合效果更佳。
[0062] c)三阶线性方程式
[0063] 该参考波形符合三阶线性方程式% ·i3+a2 ·i2+a3 ·i+a4,该流量系数的数学表示
其中C3⑴为该三阶线性方程式,ai、a2、a3与a4为常数,i为各 取样点,X为各取样点的起始点,y为各取样点的终止点,以及F(i)为在取样点i的该正规 化波形的该振幅A。
[0064] 相较于二阶线性方程式的拟合效果,该三阶线性方程式可进一步提供该二阶线性 方程式无法有效判断曲线左右偏移的优势。
[0065]d)三阶加权线性方程式
[0066] 该参考波形符合三阶加权线性方程式% ·i3+a2 ·i2+a3 ·i+a4,该流量系数的数学
其中w(i)的定义如下:
[0067]
[0068] 其中,C4(i)为该三阶线性方程式,ai、a2、a3与a4为常数,i为各取样点,X为各取 样点的起始点,y为各取样点的终止点,W(i)为加权函数,A、B与C为加权值,以及F(i)为 在取样点i的该正规化波形的该振幅A。
[0069] 相较于三阶线性方程式的拟合效果,该三阶加权线性方程式可进一步针对例如起 始点X或终止点y的数值进行加权,以对该三阶加权线性方程式所描绘出曲线的端点数值 进行调整,以减少该端点数值所造成计算上的误差。
[0070] 在本实施例中,该三阶加权线性方程式仅列举了该起始点与该终止点为例说明, 但实际上并不局限于本实施例中的该起始点或该终止点。换言之,加权的取样位置除前述 的该起始点或该终止点之外,更可增加其它特定的取样点,或者由其它取样点所取代。
[0071] 举例而言,在另一实施例中,该加权值A的范围可设定在50至100之间、该加权值 B的范围设定在200至400之间以及该加权值C为1。
[0072] e)标准波形
[0073] 该参考波形符合多个标准波形S(i)的其中之一,一并可参考图4,其为标准波形 S(i)的波形图。在图4中,标准波形S(i)可举例为三个正常呼吸状态下的波形S(i)pS(i) 2 与S(i)3。该流量系数的数学表示式为:
[0078] 其中,i为各取样点,X为各取样点的起始点,y为各取样点的终止点,L为该起始 点与该终止点之间的时间长度,Ki为该正规化波形与这些标准波形的其中之一的绝对误 差,μ为该绝对误差的平均值,R为该正规化波形与标准波形的其中之一的曲线面积比,以 及F(i)为在取样点i的该正规化波形的该振幅Α。
[0079] 举例而言,在另一实施例中,该起始点设定为取样点的20%,以及将该终止点设定 为取样点的80%。
[0080] 在上述该参考波形a)至e)的实施例中,流量系数可进一步设定多个流量阀值。通 过该流量系数比对该等流量阀值,可从该流量系数中判定呼吸道的阻塞程度,例如该阻塞 程度依照该呼吸道的该呼吸气流,又可进一步可区分为呼吸道畅通、轻度呼吸阻塞、重度呼 吸阻塞或打呼等。
[0081] 值得注意的是,虽上述的该参考波形举例为一阶线性方程式至三阶线性方程式; 但实际上,本发明的该参考波形可扩展至高于三阶线性方程式(下称为多阶线性方程式) 的实施例。在多阶线性方程式的实施例中,可通过该多阶线性方程式所形成的曲线波形拟 合该正规化波形,并计算该二波形之间的差值,以获得该流量系数。该流量系数可决定该正 规化波形被识别为该正常呼吸状态与该非正常呼吸状态。同样地,也可另外在该多阶线性 方程式中导入一权重函数,以减少端点值的计算误差。
[0082] 值得注意的是,为了更精准地判断,该多阶线性方程式演算出的该流量系数也可 通过比对前述的这些流量阀值,以进一步判定该呼吸道的该阻塞程度。
[0083] 图5为本发明实施例的呼吸波形辨识系统的单元示意图。在图5中,该呼吸波形 辨识系统10能够在呼吸气流BS中识别正常呼吸状态NBS与非正常呼吸状态ANBS。
[0084] 该呼吸波形辨识系统包含气流传感器12、处理单元14与显示单元16。
[0085] 在一时间内,该气流传感器12检测该呼吸气流BS的流量变化。该时间的长度至 少足以检测到该呼吸气流BS的上升波形或下降波形。
[0086] 该处理单元14连接该气流传感器12。该处理单元14接收该呼吸气流BS的流量 变化信号,以及通过一算法分析该呼吸气流BS的振幅A并测量该呼吸周期的时间T,进而计 算出该流量系数FC。再者,该算法根据该流量系数FC决定该呼吸气流属于该正常呼吸状态 NBS或该非正常呼吸状态ANBS。
[0087] 举例而言,该算法通过多个取样点取样该振幅A与该时间T。该振幅A与该时间T 决定一吸气波形与一呼气波形。该算法正规化该吸气波形与该呼气波形的其中之一的该振 幅A与该时间T,以建立正规化波形。该算法通过计算一标准波形与该正规化波形的差值, 或者计算一线性方程式与该正规化波形之间的差值,以得出该流量系数FC。
[0088] 在另一实施例中,该参考波形选自于多个标准波形的其中之一,且被选择的该标 准波形最接近于该正规化波形。
[0089] 该显示单元16连接该处理单元14。该显示单元16显示该正常呼吸状态NBS或该 非正常呼吸状态ANBS。
[0090] 在另外一实施例中,该呼吸波形辨识系统10还包含储存单元(图中未表示)。该 储存单元连接该处理单元12,以储存该流量系数FC。
[0091 ] 本发明在上文中已以较佳实施例公开,但熟习本项技术者应理解的是,该实施例 仅用于描绘本发明,而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是,凡与该实施例等效的变 化与置换,均应涵盖于本发明的范畴内。因此,本发明的保护范围当以权利要求书的界定为 准。
【主权项】
1. 一种呼吸波形辨识方法,能够在呼吸气流的波形中识别正常呼吸状态与非正常呼吸 状态,该呼吸波形辨识方法包含: 在呼吸周期内检测所述呼吸气流; 测量所述呼吸气流的振幅并测量所述呼吸周期的时间,其中该时间的长度至少足W检 测到所述呼吸气流的上升波形或下降波形; 多个取样点依照所述振幅与所述时间决定一吸气波形与一呼气波形; 正规化所述吸气波形与呼气波形的其中之一的所述振幅与所述时间,W建立正规化波 形;W及 累加参考波形与所述正规化波形之间的差值,W计算出流量系数,该流量系数决定所 述正规化波形被识别为正常呼吸状态与非正常呼吸状态。2. 根据权利要求1所述的呼吸波形辨识方法,其中所述参考波形符合一阶线性方程 式,该一阶线性方程式Cl(i)的数学表示式为: 曰1
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